JP7040700B2 - 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置 - Google Patents

金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7040700B2
JP7040700B2 JP2018557164A JP2018557164A JP7040700B2 JP 7040700 B2 JP7040700 B2 JP 7040700B2 JP 2018557164 A JP2018557164 A JP 2018557164A JP 2018557164 A JP2018557164 A JP 2018557164A JP 7040700 B2 JP7040700 B2 JP 7040700B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous body
rotating shaft
metal
feeding brush
resin porous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018557164A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019116633A1 (ja
Inventor
斉 土田
竜一 吉川
博 大井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Toyama Co Ltd filed Critical Sumitomo Electric Toyama Co Ltd
Publication of JPWO2019116633A1 publication Critical patent/JPWO2019116633A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7040700B2 publication Critical patent/JP7040700B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/1601Process or apparatus
    • C23C18/1633Process of electroless plating
    • C23C18/1646Characteristics of the product obtained
    • C23C18/165Multilayered product
    • C23C18/1653Two or more layers with at least one layer obtained by electroless plating and one layer obtained by electroplating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/0033D structures, e.g. superposed patterned layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/08Perforated or foraminous objects, e.g. sieves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/005Contacting devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/10Electrodes, e.g. composition, counter electrode
    • C25D17/14Electrodes, e.g. composition, counter electrode for pad-plating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/80Porous plates, e.g. sintered carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2027Metallic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/16Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by reduction or substitution, e.g. electroless plating
    • C23C18/31Coating with metals
    • C23C18/32Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron
    • C23C18/34Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents
    • C23C18/36Coating with nickel, cobalt or mixtures thereof with phosphorus or boron using reducing agents using hypophosphites
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72Grids
    • H01M4/74Meshes or woven material; Expanded metal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

本発明は、金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置に関する。
本出願は、2017年12月15日出願の日本出願第2017-240171号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
従来、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の金属多孔体は、耐熱性を必要とするフィルターや、電池用極板、触媒担持体、及び金属複合材など様々な用途に利用されている。前記金属多孔体の製造方法としては、樹脂多孔体の骨格の表面を導電化処理した後、電気めっき処理により金属めっきを施し、樹脂多孔体の除去処理によって金属多孔体を得る方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載された金属多孔体の製造方法では、電気めっき処理を行う際、骨格の表面が導電化されたシート状の樹脂多孔体の片面側または両面側より金属めっき層を形成するために、送りローラと、めっき槽外の給電陰極を兼ねた電極ローラとにより樹脂多孔体を順次送りながら、複数のめっき槽で繰り返し電気めっき処理を施している。電極ローラには、電極ローラの回転軸と給電ブラシを滑り接触させることで電流が伝送される(例えば特許文献2参照)。
特開2015-153648号公報 実開平5-97082号公報 実用新案登録3075438号公報 特開2001-157413号公報 特開2011-205816号公報 特開2001-346363号公報 特開平6-84775号公報
本開示の金属多孔体の製造方法は、
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、
前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、
前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、
を含む金属多孔体の製造方法であって、
前記電気めっき処理では、前記導電化樹脂多孔体は、回転する電極ローラによって給電され、
前記電極ローラは、回転軸の一部に、鉄を主成分とする材料により構成された給電ブラシが滑り接触することによって給電され、
少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
金属多孔体の製造方法である。
本開示のめっき処理装置は、
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、
めっき槽と、
回転軸を回転させることで、前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送りつつ前記導電化樹脂多孔体に給電することが可能な電極ローラと、
前記電極ローラの前記回転軸に滑り接触する給電ブラシと、
を備え、
前記給電ブラシは、鉄を主成分とする材料により構成されており、
少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
めっき処理装置である。
三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体を示す模式図である。 金属多孔体を正極板として用いた電池を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る金属多孔体の製造方法を示すフロー図である。 三次元網目状構造の骨格を有する樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 三次元網目状構造の骨格を有する導電化樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 三次元網目状構造の骨格を有する樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 めっき処理装置の一例を示す側断面図である。 電極ローラへの給電構造を示す平面図である。 給電装置を示す断面図である。 給電ブラシを示す側面図である。 給電ブラシを図8Aの下側から見た図である。 めっき処理装置の変形例を示す模式図である。
[本開示が解決しようとする課題]
上記従来のようにシート状の樹脂多孔体に電気めっき処理を施す場合、樹脂多孔体の表面積が大きいので、電極ローラに大電流を流す必要がある。このため、一般的に、電極ローラに給電する給電ブラシには、銅を主成分とする焼結体が用いられている。
しかし、銅製の給電ブラシは、電気めっき雰囲気下において腐食性フュームの影響で腐食しやすい。特に、給電ブラシが摺動特性を改善するために焼結体で作られている場合、給電ブラシの表面が多孔質になるので腐食がさらに促進される。また、銅製の給電ブラシは耐摩耗性が低いため、電極ローラの回転軸と接触し続けることにより摩耗して摩耗紛が発生し易い。このため、給電ブラシを頻繁に交換する必要があり、金属多孔体の生産性が低下するという問題があった。
また、給電ブラシに腐食が発生したり、摩耗紛が発生したりすると、電極ローラの回転にしゃくり(回転不良)が発生し易くなってしまう。特に、電極ローラのしゃくりは電極ローラを低速回転させている場合に生じ易い。目付量が少ない金属多孔体(めっき厚が薄い金属多孔体)を作製する際に電極ローラにしゃくりが発生すると、めっき厚のバラツキが大きくなり、金属多孔体の骨格にひびが生じることによって強度が低下し、金属多孔体の品質が低下するおそれがある。
そこで、このような事情に鑑み、金属多孔体の品質及び生産性を向上させることができる金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置を提供することを目的とする。
[本開示の効果]
本開示によれば、金属多孔体の品質及び生産性を向上させることができる金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置を提供することができる。
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、
前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、
前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、
を含む金属多孔体の製造方法であって、
前記電気めっき処理では、前記導電化樹脂多孔体は、回転する電極ローラによって給電され、
前記電極ローラは、回転軸の一部に、鉄を主成分とする材料により構成された給電ブラシが滑り接触することによって給電され、
少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
金属多孔体の製造方法、である。
なお、「主成分」とは、質量含有量が最も多い成分をいい、本発明の効果を奏する範囲において、意図的又は不可避的に他の成分が含まれていてもよい。
上記(1)に記載の発明の態様によれば、金属多孔体の品質及び生産性を向上させることができる金属多孔体の製造方法を提供することができる。給電ブラシが鉄を主成分とする材料によって構成されていることにより、給電ブラシの耐摩耗性が向上して摩耗粉の発生量が少なくなり、電極ローラの回転が安定する。また、電極ローラの回転軸の少なくとも表面が鉄又はニッケルを主成分とする材料によって構成されていることにより、回転軸の腐食が抑制され、電極ローラの回転が安定する。電極ローラの回転軸のしゃくりが抑制されることで、導電化樹脂多孔体の骨格の表面に形成される金属めっき層の厚さのバラツキが少なくなる。その結果、金属めっき層の厚さの薄い金属多孔体を製造する場合であって、金属多孔体の骨格にひびが生じて強度が低下することを抑制できるので、金属多孔体の品質を向上させることができる。
(2)上記(1)に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記回転軸が、鉄を主成分とする材料の周囲に、ニッケルを主成分とする材料が被覆されてなることが好ましい。
上記(2)に記載の発明の態様によれば、鉄のイオン化傾向とニッケルのイオン化傾向の差が小さいため、異種金属接触による腐食の進行を遅らせることができる。更に、ニッケルは鉄よりも耐食性に優れるため、回転軸の腐食をより抑制できる。回転軸の腐食が抑制されることで、給電ブラシと回転軸との間の摩擦抵抗を小さくすることができ、電極ローラの回転を安定させることができる。その結果、金属多孔体の品質を向上させることができる。
(3)上記(1)又は上記(2)に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記回転軸が、芯部が銅を主成分とする材料であり、前記銅の周囲に鉄を主成分とする材料が被覆されており、更に、前記鉄を主成分とする材料の周囲にニッケルを主成分とする材料が被覆されていることが好ましい。
上記(3)に記載の発明の態様によれば、電極ローラの回転軸の芯部が銅を主成分とする材料によって構成されているため、電極ローラへ給電する際の電気抵抗を小さくすることができる。また、回転軸の芯部の銅の表面が鉄によって覆われ、更に鉄の表面がニッケルによって覆われているため、回転軸の表面は高耐食性を有し、回転軸の表面が少量ずつ摩耗したとしても芯部の銅が露出することがない。更に、ニッケルのイオン化傾向と鉄のイオン化傾向との差は、ニッケルのイオン化傾向と銅のイオン化傾向の差よりも小さいため、異種金属の接触による腐食の進行を遅らせることができる。これらにより、回転軸の表面の腐食を抑制し、電極ローラの回転を安定させることができ、ひいては金属多孔体の品質を向上させることができる。
(4)上記(1)から上記(3)のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記給電ブラシが、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して前記回転軸と滑り接触していることが好ましい。
上記(4)に記載の発明の態様によれば、電極ローラの回転軸と給電ブラシとの摩擦抵抗を小さくして、電極ローラの回転を安定させることができる。
なお、一般に、電気を流すことを目的とした部品間に流動体を塗布する場合には、その流動体中に金属粉などの導電材を混合させ、流動体そのものに導電性を持たせる手法が取られる。しかしながら、この流動体に相当する潤滑剤に導電性の金属粉などが含まれていると、この潤滑剤を長期間使用した場合に潤滑剤中の金属粉が酸化して導電性が著しく悪化するおそれがある。また、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に前記金属粉が凝集した塊となって蓄積することで、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下したりするおそれがある。
これに対して、上記(4)に記載の発明の態様によれば、前記潤滑剤に導電性の金属粉が含まれていないため、金属粉の酸化に起因して導電性が悪化するのを防止することができる。また、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、金属粉が凝集した塊となって蓄積するのを防止することができるので、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下するのを防止することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
(5)上記(1)から上記(4)のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記電極ローラを回転させるときに、前記回転軸の下方に配置された容器内に貯留している潤滑剤に前記回転軸を浸漬させることが好ましい。
上記(5)に記載の発明の態様によれば、電極ローラを回転させることで、その回転軸の外周全体に容器内の潤滑剤を塗布することができる。このため、簡単な構成により、給電ブラシの前記回転軸との接触面を、潤滑剤を介して電極ローラの回転軸に滑り接触させることができる。また、前記容器は電極ローラの回転軸の下方に配置されているので、給電ブラシの接触面で発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を前記容器内に入れることができる。これにより、メンテナンス作業時に前記摩耗粉を容易に回収することができる。
(6)上記(1)から上記(5)のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記給電ブラシで発生した熱を、前記給電ブラシに接続された放熱部材によって外部に放熱することが好ましい。
上記(6)に記載の発明の態様によれば、放熱部材により、給電ブラシの温度が上昇するのを効果的に抑制することができるので、温度上昇に起因して給電ブラシが腐食するのを抑制することができる。
(7)上記(1)から上記(6)のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記給電ブラシが摩耗することによって発生した摩耗粉を、前記給電ブラシの前記回転軸との接触面に形成された溝部により外部に排出案内することが好ましい。
上記(7)に記載の発明の態様によれば、給電ブラシの前記回転軸との接触面と、前記回転軸との間に、前記給電ブラシの摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのを抑制することができる。更に、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下するのを抑制することができ、安定した接触面積を確保することができる。
(8)上記(7)に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記溝部が、前記回転軸の接線方向に対して交差する方向に延びて形成されていることが好ましい。
上記(8)に記載の発明の態様によれば、溝部により前記摩耗粉を効率的に外部に排出案内することができるので、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのをさらに抑制することができる。
(9)上記(1)から上記(8)のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法は、
前記給電ブラシを、付勢部材により前記回転軸に押圧付勢することが好ましい。
上記(9)に記載の発明の態様によれば、付勢部材により、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との接触面圧を高めることができる。
(10)本発明の実施形態に係るめっき処理装置は、
三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、
めっき槽と、
回転軸を回転させることで、前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送りつつ前記導電化樹脂多孔体に給電することが可能な電極ローラと、
前記電極ローラの前記回転軸に滑り接触する給電ブラシと、
を備え、
前記給電ブラシは、鉄を主成分とする材料により構成されており、
少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
めっき処理装置、である。
上記(10)に記載の発明の態様によれば、金属多孔体の品質及び生産性を向上させることが可能なめっき処理装置を提供することができる。また、上記(10)に記載のめっき処理装置は、上記(1)に記載の金属多孔体の製造方法を実施することが可能なめっき処理装置である。
めっき処理装置において、給電ブラシが鉄を主成分とする材料によって構成されていることにより、給電ブラシの耐摩耗性が向上して摩耗粉の発生量が少なくなり、電極ローラの回転が安定する。また、電極ローラの回転軸の少なくとも表面が鉄又はニッケルを主成分とする材料によって構成されていることにより、回転軸の腐食が抑制され、電極ローラの回転が安定する。電極ローラの回転軸のしゃくりが抑制されることで、導電化樹脂多孔体の骨格の表面に形成される金属めっき層の厚さのバラツキが少なくなる。その結果、金属めっき層の厚さの薄い金属多孔体を製造する場合であって、金属多孔体の骨格にひびが生じて強度が低下することを抑制できるので、金属多孔体の品質を向上させることができる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
<金属多孔体>
図1は、本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法によって得られる、三次元網目状構造の骨格を有する金属多孔体(以下では、単に「金属多孔体」とも記載する)を示す模式図である。金属多孔体10は、シート状の外観を有し、三次元網目構造を構成する骨格11を有している。この三次元網目構造により規定される多数の気孔が、金属多孔体10の表面から内部まで連なるように形成されている。
金属多孔体10は、例えば図2に示すように、電池20の正極板21として利用できる。すなわち、図2に示すように、金属多孔体10を利用した電池20は、筐体24の内部に配置された正極板21と、セパレータ22と、負極板23とを主に備える。これらの正極板21、セパレータ22及び負極板23は積層した状態で筐体24の内部に配置される。正極板21、セパレータ22及び負極板23の積層体は、巻回された状態で保持されている。正極板21は、金属多孔体10と、当該金属多孔体10に充填された活物質(図示省略)とを含む。
<金属多孔体の製造工程>
図3は、本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法を示すフロー図である。以下、図3を参照して金属多孔体10の製造方法全体の流れを説明する。
まず、基体となる三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の準備を行う(ステップST1)。図4Aは、基体となる樹脂多孔体1の表面を拡大視した拡大模式図である。樹脂多孔体1には、三次元網目構造により規定される多数の気孔が、表面から内部まで連なるように形成されている。
次に、樹脂多孔体1の骨格の表面に導電化処理を施す(ステップST2)。この工程により、図4Bに示すように、樹脂多孔体1の骨格の表面に薄く導電体による導電層2を形成してなる導電化樹脂多孔体3を得ることができる。
続いて、導電化樹脂多孔体3の骨格の表面に電気めっき処理を施す(ステップST3)。この工程により、図4Cに示すように、導電化樹脂多孔体3の骨格の表面に金属めっき層4を形成してなるめっき樹脂多孔体5を得ることができる。
次に、めっき樹脂多孔体5から、基体である樹脂多孔体1の除去処理を行う(ステップST4)。この除去処理では、樹脂多孔体1を焼却等により消失させることにより、金属めっき層4のみが残った金属多孔体10を得ることができる(図4D参照)。以下各工程の詳細について順を追って説明する。
<樹脂多孔体の準備>
三次元網目構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体1を準備する。樹脂多孔体1の素材としては樹脂発泡体、不織布、フェルト、織布などが挙げられるが、必要に応じてこれらを組み合わせてもよい。また、樹脂多孔体1の素材は、特に限定されるものではないが、電気めっき処理により骨格の表面に金属めっき層4を形成した後、焼却処理により除去できるものが好ましい。
また、樹脂多孔体1の素材は、その取り扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れ易くなるので、柔軟性のある素材であることが好ましい。本実施形態では、樹脂多孔体1の素材として樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体は、多孔性のものであればよく、公知又は市販のものを使用できる。例えば、発泡ウレタン、発泡スチレン等が挙げられる。これらの中でも、特に発泡ウレタンは、多孔度が大きいという観点で好ましい。樹脂発泡体の厚み、多孔度、平均孔径は、本発明において特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定することができる。
前記樹脂発泡体の厚みは、例えば1.0mm以上、2.5mm以下であり、好ましくは1.0mm以上、1.6mm以下であり、より好ましくは1.0mm以上、1.3mm以下である。
また、前記樹脂発泡体の平均孔径は、例えば250μm以上、500μm以下であり、好ましくは300μm以上、450μm以下、より好ましくは300μm以上、400μm以下である。
<導電化処理>
次に、電解めっき処理を施すために、樹脂多孔体1の骨格の表面を予め導電化処理する。導電化処理の方法は、樹脂多孔体1の骨格の表面に導電層2を形成することができるものであれば特に限定されない。導電層2を構成する材料としては、例えば、ニッケル、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボンブラック等の非晶質炭素、黒鉛等のカーボン粉末が挙げられる。これらの中でも特にカーボン粉末が好ましく、カーボンブラックがより好ましい。導電層2は、樹脂多孔体1の骨格の表面に連続的に形成されていればよい。導電層2の目付量は、特に限定されるものではなく、通常5g/m以上、15g/m以下程度、好ましくは7g/m以上、10g/m以下程度とすればよい。
導電化処理の具体例としては、例えば、ニッケルを用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリング処理等が好ましい。また、チタン、ステンレススチール等の金属、カーボンブラック、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂多孔体1の骨格の表面に塗着する処理が好ましい。
ニッケルを用いた無電解めっき処理としては、例えば、還元剤として次亜リン骸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に樹脂多孔体1を浸漬すればよい。必要に応じて、めっき浴の浸漬前に、樹脂多孔体1を微量のパラジウムイオンを含む活性化液(カニゼン社製の洗浄液)等に浸漬してもよい。
ニッケルを用いたスパッタリング処理としては、例えば、基板ホルダに樹脂多孔体1を取り付けた後、不活性ガスを導入しながら、基板ホルダとターゲット(ニッケル)との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケルに衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子を樹脂多孔体1の骨格の表面に堆積させればよい。
<電気めっき処理>
上記の無電解めっき処理及びスパッタリング処理の少なくとも一方の処理により金属めっき層の厚みを増していけば、電気めっき処理の必要性はないが、生産性及びコストの観点から、上記したように、まず樹脂多孔体1を導電化処理し、次いで導電化樹脂多孔体3の骨格の表面に電気めっき処理によって金属めっき層4を形成する方法を採用することが好ましい。
電気めっき処理は、常法に従って行えばよい。例えばニッケルめっきの場合には、めっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができる。例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。上記の無電解めっき処理やスパッタリング処理により導電化樹脂多孔体3をめっき浴に浸し、導電化樹脂多孔体3を陰極に、めっき金属の対極板を陽極に接続して、直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電化樹脂多孔体3の骨格の表面の導電層2上に、さらに金属めっき層4を形成することができる。金属めっき層4は、導電層2が露出しない程度に、当該導電層2上に形成されていればよい(図4C参照)。
図5は、シート状の導電化樹脂多孔体3に対して電気めっき処理を連続的に行うめっき処理装置30の一例を示す側断面図である。本実施形態のめっき処理装置30は、シート状の導電化樹脂多孔体3を図5の左側から右側に送る構成となっており、第1めっき槽31と、この第1めっき槽31の下流側に配置された第2めっき槽32と、給電装置50(図7参照)とを備えている。
第1めっき槽31は、めっき浴33と、円筒状電極34(円筒状陰極)と容器内壁に設けられた陽極35(円筒状陽極)とを備えている。導電化樹脂多孔体3が円筒状電極34に沿ってめっき浴33の中を通過することにより、導電化樹脂多孔体3の一面側(図5の下面側)に金属めっき層4が形成される。
第2めっき槽32は、導電化樹脂多孔体3の他面側(図5の上面側)に金属めっき層4を形成するための複数の槽36を備えている。導電化樹脂多孔体3は、各槽36に隣接して配置された複数の送りローラ37、及び複数の電極ローラ38により挟まれた状態で順次送られ、めっき浴39を通過することで金属めっきが行われる。複数の槽36内には、導電化樹脂多孔体3の前記他面側にめっき浴39を介して陽極40が設けられおり、この陽極40及び電極ローラ38(槽外給電陰極)の回転軸38aに給電することで、導電化樹脂多孔体3の前記他面側に金属めっき層4が形成される。
図6は、電極ローラ38の回転軸38aへの給電構造を示す平面図である。電極ローラ38の回転軸38aは、シート状の導電化樹脂多孔体3に接触しながら回転する電極ローラ38の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。各電極ローラ38の回転軸38aは、その外周面の一部に滑り接触する複数の給電ブラシ51によって給電される。
給電ブラシ51は、電極ローラ38の回転軸38aに大電流を流すことができるように、鉄を主成分とする材料によって構成されている。また、給電ブラシ51は、電極ローラ38の回転軸38aに対して摩耗するように設計されている。従来は、耐摩耗性が低い銅製の給電ブラシが用いられていたが、本実施形態では耐摩耗性に優れる鉄を主成分とする材料によって給電ブラシ51が構成されているため、摩耗粉の発生量を少なくすることができる。給電ブラシ51の摩耗粉の発生量が少ないことにより、電極ローラの回転を安定させることができる。また、給電ブラシ51の摩耗の進行が遅いため、給電ブラシ51の交換頻度を少なくすることもできる。
なお、後述する潤滑剤を介して給電ブラシ51と回転軸38aが接触している場合には、給電ブラシ51は焼結体によって構成されていることが好ましい。
電極ローラ38の回転軸38aは、少なくとも表面が鉄又はニッケルを主成分とする材料によって構成されているため、回転軸38aの表面は耐摩耗性や耐食性に優れている。回転軸38aの耐食性をより高くするためには、回転軸38aは鉄を主成分とする材料の周囲に、ニッケルを主成分とする材料が被覆されてなるものであることが好ましい。ニッケルは鉄よりも耐食性に優れているため、回転軸38aの耐食性をより向上させることができる。更に、鉄のイオン化傾向とニッケルのイオン化傾向の差が小さいことにより、異種金属の接触による腐食の進行を遅らせることができる。
電極ローラ38の回転軸38aの電気抵抗を小さくするためには、回転軸38aの芯部が銅を主成分とする材料によって構成されており、前記銅を主成分とする材料の周囲には鉄を主成分とする材料が被覆されており、更に、前記鉄を主成分とする材料の周囲にはニッケルを主成分とする材料が被覆されていることが好ましい。回転軸38aの芯部が銅を主成分とする材料によって構成されていることにより、回転軸38aから電極ローラ38へ給電する際の電気抵抗を小さくすることができる。また、回転軸38aの表面はニッケルを主成分とする材料によって構成されているため、耐食性に優れている。更に、回転軸38aの表面のニッケルが徐々に摩耗したとしても、ニッケルの下には鉄を主成分とする材料があるため、芯部の銅が露出しないようにすることができる。更に、ニッケルのイオン化傾向と鉄のイオン化傾向との差は、ニッケルのイオン化傾向と銅のイオン化傾向の差よりも小さいため、異種金属の接触による腐食の進行を遅らせることができる。
各給電ブラシ51は、電極ローラ38の回転軸38aに対して摩耗するように設計されている。各給電ブラシ51の動摩擦係数は、0.01以上、0.40以下、好ましくは0.10以上、0.30以下である。給電ブラシ51の動摩擦係数が0.01以上である場合には、給電ブラシを比較的に低コストで得ることができる。また、給電ブラシ51の動摩擦係数が0.40以下であることにより、摺動性が良くし、摩耗量を少なくすることができる。
図7は、複数の給電ブラシ51を備えた給電装置50を示す断面図である。給電装置50は、電極ローラ38の軸方向の両端部にそれぞれ設けられている。本実施形態の給電装置50は、複数(ここでは2個)の給電ブラシ51と、各給電ブラシ51を電極ローラ38の回転軸38aの外周面に押圧付勢する複数の付勢部材52と、筐体53とを備えている。
図7に示す給電装置50において電極ローラ38の回転軸38aは、芯部が銅を主成分とする材料383によって構成されている。そして、銅を主成分とする材料383の周囲には鉄を主成分とする材料382が被覆されており、更に、鉄を主成分とする材料382の周囲にはニッケルを主成分とする材料381が被覆されている。
筐体53は、例えば導電性を有する金属部材によって構成されている。本実施形態の筐体53は、電極ローラ38の回転軸38aを囲むように断面矩形状に形成されており、4つの内側面のうち、上側及び左側の2面には、前記付勢部材52が取り付けられている。
付勢部材52は、給電ブラシ51を電極ローラ38の回転軸38aの外周面に押圧付勢するものであれば、特に限定されない。例えば、本実施形態の付勢部材52は、断面S字形状に折り曲げられた板バネによって構成されている。各付勢部材52の一端部は、対応する筐体53の内面に、例えば固定板56A及びボルト57Aにより取り付けられており、各付勢部材52の他端部には、給電ブラシ51が例えば固定板56B及びボルト57Bにより接続されている。これにより、2個の給電ブラシ51の接触面51a(後述)は、対応する付勢部材52の付勢力によって、図7の上側及び左側から、電極ローラ38の回転軸38aの外周面に押し付けられている。
付勢部材52は、導電性及び放熱性にも優れた金属部材によって構成されているのが好ましい。本実施形態のめっき処理装置に付勢部材52は、導電性を有し、且つ放熱性に優れた銅に錫めっきした金属部材によって構成されている。また、本実施形態では、固定板56A、56Bも放熱性を有している。これにより、付勢部材52及び固定板56A、56Bは、当該付勢部材52に接続されている給電ブラシ51で発生した熱を外部に放熱する放熱部材として機能する。なお、給電ブラシ51に接続される放熱部材は、付勢部材52及び固定板56A、56B以外の部材で構成されていてもよいし、付勢部材52及び固定板56A、56Bと筐体53とにより構成されていてもよい。
各給電ブラシ51において、電極ローラ38の回転軸38aの外周面に対向する面は、当該外周面に滑り接触する接触面51aとされている。接触面51aは、電極ローラ38の回転軸38aの外周面に沿って円弧状に形成されている。また、接触面51aには、導電性の金属粉を含まない潤滑剤58が塗布されていることが好ましい。なお、「導電性の金属粉を含まない」とは、導電性の金属粉を全く含まない場合だけでなく、本実施形態の効果を奏する範囲で、導電性の金属粉が多少含まれている場合も含む意味である。
潤滑剤58としては、液体の潤滑油、又はグリースが用いられる。本実施形態では、潤
滑剤58として、潤滑油である流動パラフィンが用いられる。ここで、パラフィン(paraffin)とは、炭化水素化合物(有機化合物)の一種であって、炭素原子の数が20以上のアルカン(一般式がC2n+2の鎖式飽和炭化水素)の総称であり、その炭素数に関わらず、脂肪族飽和炭化水素C2n+2同義語とされる場合もある。また、パラフィンは、石油原油から蒸留や精製などの工程を経て得られる炭化水素類の混合物であり、無色透明の液体である。流動パラフィンは、原料となる石油の潤滑油留分に含まれている芳香族炭化水素や硫黄化合物などの不純物を除去し、高度に精製しているため、純粋な炭化水素といえる。
本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法において、流動パラフィンは、炭化水素(炭素数が15以上、20以下程度)の混合物(重量平均分子量483)であって、純度が95%前後の一級相当の試薬を用いることが好ましい。また、流動パラフィンの密度は、好ましくは0.855g/ml以上であり、本実施形態では、例えば0.87g/mlである。
流動パラフィンの粘度は、低粘度を40cSt以上、75cSt以下、中粘度を75cSt以上、300cSt以下、及び高粘度を300cSt以上とした場合、取り扱い易さという観点で、好ましくは低粘度から中粘度下限である。本実施形態では、流動パラフィンの粘度は、例えば75.8cStであり、流動パラフィンの動粘度は、例えば67.65cSt(40℃mm2/sのとき)である。
潤滑剤58は、筐体53内の下面において、電極ローラ38の回転軸38aの下方に配置された容器59内に貯留されている。容器59の上側には、開口部59aが形成されている。そして、電極ローラ38の回転軸38aの外周の一部は、開口部59aから容器59内の潤滑剤58に浸漬されている。これにより、電極ローラ38を回転させることで、回転軸38aの外周面全体に容器59内の潤滑剤58が塗布されるので、各給電ブラシ51は、その接触面51aが潤滑剤58を介して回転軸38aの外周面に滑り接触することで、回転軸38aに給電することができる。また、各給電ブラシ51の接触面51aで発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を開口部59aから容器59内に入れることができる。
図8Aは、給電ブラシ51を示す側面図である。また、図8Bは、給電ブラシ51を図8Aの下側から見た図である。図8A及び図8Bに示すように、給電ブラシ51の接触面51aには、複数(ここでは3個)のスリット形状の溝部55が形成されている。これらの溝部55は、接触面51aにおいて、その長手方向(図8A及び図8の左右方向)に等間隔をあけて形成されている。
また、各溝部55は、給電ブラシ51の接触面51aが電極ローラ38の回転軸38aの接線方向T(図8B参照)に対して交差する方向に延びて形成されている。本実施形態では、各溝部55は、接触面51aにおいて、その短手方向(図8A及び図8の上下方向)に対して所定角度(例えば30°)傾斜した状態で、当該短手方向の全体にわたって直線状に延びて形成されている。これにより、給電ブラシ51の接触面51aにおいて電極ローラ38の回転軸38aとの滑り接触により発生した摩耗粉を、複数の溝部55によって外部に効率的に排出案内することができる。
給電ブラシ51から電極ローラ38の回転軸38aに給電するときの電流密度(電流と給電ブラシ51の総断面積比)は、5A/cm以上、15A/cm以下程度、好ましくは8A/cm以上、13A/cm以下である。電流密度が5A/cm以上であることにより、給電装置50全体を小さくすることができる。また、給電装置50から対応する槽36までの距離が短いため、電圧ロスを小さくできる。電流密度が15A/cm以下であることにより、給電ブラシ51の温度上昇を抑制することができる。
金属めっき層4の目付量は、特に限定されるものではなく、通常150g/m以上、400g/m以下程度であり、導電層2の目付量及び金属めっき層4の目付量の合計量としては、好ましくは200g/m以上、350g/m以下である。目付量の前記合計量が150g/m以上であることにより、金属多孔体の強度を確保することができる。目付量の前記合計量を400g/m以下とすることで、給電ブラシの発熱を抑えることができる。
電気めっき処理は、本実施形態の電気めっき処理に限定されるものではなく、例えば、予備めっき槽を用いためっき処理方式や、予備めっき槽と引き上げ式の本めっき槽とを用いためっき処理方式を採用してもよい。
図9は、めっき処理装置30の変形例を示す模式図である。本変形例のめっき処理装置30は、予備めっき槽61と、この予備めっき槽61の下流側に配置された引き上げ式の本めっき槽62とを備えている。
予備めっき槽61は、めっき浴63、陽極64(円筒状陽極)、押えローラ65、及び回転軸66a(給電陰極)を端部に有する電極ローラ66を備えている。導電化樹脂多孔体3は、押えローラ65と電極ローラ66とにより挟まれた状態で順次送られ、めっき浴63の中を通過することにより、導電化樹脂多孔体3の一面側(図9の上面側)に予備的にめっきが行われる。
本めっき槽62は、めっき浴67、第1押えローラ68、回転軸69a(給電陰極)を端部に有する第1電極ローラ69、一対の第1陽極70(円筒状陽極)、第1送りローラ71、第2送りローラ72、一対の第2陽極73(円筒状陽極)、第2押えローラ74、及び回転軸75a(給電陰極)を端部に有する第2電極ローラ75を備えている。
本めっき槽62において、導電化樹脂多孔体3は、第1押えローラ68と第1電極ローラ69とにより挟まれた状態で、めっき浴67内の一対の第1陽極70同士の間に順次引き込まれる。その際、第1電極ローラ69の回転軸69a及び一対の第1陽極70に給電することで、導電化樹脂多孔体3の両面側にめっきが行われる。
次いで、導電化樹脂多孔体3は、めっき浴67内において第1送りローラ71及び第2送りローラ72により、一対の第2陽極73同士の間に順次送られる。そして、導電化樹脂多孔体3は、第2押えローラ74と第2電極ローラ75とにより挟まれた状態で、めっき浴67内から順次引き上げられる。その際、一対の第2陽極73及び第2電極ローラ75の回転軸75aに給電することで、導電化樹脂多孔体3の両面側にめっきが行われる。
予備めっき槽61の電極ローラ66の回転軸66aは、これに滑り接触する給電ブラシ(図示省略)によって給電される。同様に、本めっき槽62の第1電極ローラ69及び第2電極ローラ75の回転軸69a及び回転軸75aは、これらに滑り接触する給電ブラシ(図示省略)によって給電される。
各電極ローラ66、69、75の回転軸66a、69a、75aに給電する給電ブラシは、上記実施形態と同様に構成されているため、説明を省略する。
<樹脂多孔体の除去処理>
電気めっき処理により得られためっき樹脂多孔体5(図4C参照)から樹脂多孔体1の除去処理を行う。この除去処理では、例えば、600℃程度以上、800℃以下、好ましくは600℃以上、700℃以下の大気等の酸化性雰囲気で、めっき樹脂多孔体5から樹脂多孔体1を除去した後、還元性雰囲気中750℃以上(好ましくは高い温度が望ましいが、コスト的に不利となることや還元炉の炉体材質の面から1000℃以下)で加熱する。還元性ガスとしては、水素ガス、又は水素と二酸化炭素や不活性ガスとの混合ガスを用いたり、必要に応じてこれらを組み合わせて用いたりすることもできる。特に、水素ガスを還元性ガスに必ず加えるようにすれば、酸化還元性の効率が良くなる点で好ましい。
以上、本実施形態における金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置によれば、電気めっき処理において、給電ブラシ51が鉄を主成分とする材料によって構成されていることにより、給電ブラシ51の耐摩耗性が向上して摩耗粉の発生量が少なくなり、電極ローラ38の回転が安定する。また、電極ローラ38の回転軸38aの少なくとも表面が鉄又はニッケルを主成分とする材料によって構成されているため、回転軸38aの腐食が抑制され、電極ローラ38の回転が安定する。電極ローラ38の回転軸38aのしゃくりが抑制されることで、導電化樹脂多孔体3の骨格の表面に形成される金属めっき層4の厚さのバラツキが少なくなる。その結果、金属めっき層4の厚さの薄い金属多孔体10を製造する場合であって、金属多孔体10の骨格にひびが生じて強度が低下することを抑制できるので、金属多孔体10の品質を向上させることができる。
また、回転軸38aが、鉄を主成分とする材料の周囲に、ニッケルを主成分とする材料が被覆されてなる場合には、鉄のイオン化傾向とニッケルのイオン化傾向の差が小さいため、異種金属接触による腐食の進行を遅らせることができる。更に、ニッケルは鉄よりも耐食性に優れるため、回転軸38aの腐食をより抑制できる。回転軸38aの腐食が抑制されることで、給電ブラシ51と回転軸38aとの間の摩擦抵抗を小さくすることができ、電極ローラ38の回転を安定させることができる。その結果、金属多孔体10の品質を向上させることができる。
また、回転軸38aが、芯部が銅を主成分とする材料であり、前記銅の周囲に鉄を主成分とする材料が被覆されており、更に、前記鉄を主成分とする材料の周囲にニッケルを主成分とする材料が被覆されている場合には、電極ローラ38へ給電する際の電気抵抗を小さくすることができる。回転軸38aの表面は高耐食性を有しており、また、回転軸38aの表面が少量ずつ摩耗したとしても芯部の銅を主成分とする材料が露出することがない。更に、ニッケルのイオン化傾向と鉄のイオン化傾向との差は、ニッケルのイオン化傾向と銅のイオン化傾向の差よりも小さいため、異種金属の接触による腐食の進行を遅らせることができる。これらにより、回転軸38aの表面の腐食を抑制し、電極ローラ38の回転を安定させることができ、ひいては金属多孔体10の品質を向上させることができる。
また、給電ブラシ51が、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して回転軸38aと滑り接触しているため、給電ブラシ51と電極ローラ38の回転軸38aとの摩擦抵抗を小さくし、電極ローラ38の回転を安定させることができる。潤滑剤58には、導電性の金属粉が含まれていないため、金属粉の酸化に起因する潤滑剤の導電性の悪化が生じない。また、給電ブラシ51の接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの間に、金属粉が凝集した塊となって蓄積することもないので、前記接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの接触面積が低下するのを防止することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
また、電極ローラ38aを回転させることで、その回転軸38aの外周面全体に容器59内の潤滑剤58を塗布することができるので、簡単な構成により、給電ブラシ51の接触面51aを、潤滑剤58を介して電極ローラ38の回転軸38aに滑り接触させることができる。また、容器59は電極ローラ38の回転軸38aの下方に配置されているので、給電ブラシ51の接触面51aで発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を開口部59aから容器59内に入れることができる。これにより、メンテナンス作業時に前記摩耗粉を容易に回収することができる。
また、電気めっき処理において、給電ブラシ51で発生した熱を、当該給電ブラシ51に接続された付勢部材52及び固定板56A、56Bにより外部に放熱することができる。これにより、給電ブラシ51の温度が上昇するのを効果的に抑制することができるので、温度上昇に起因して給電ブラシ51が腐食するのを抑制することができる。
また、電気めっき処理において、給電ブラシ51の接触面51aで発生した摩耗粉を、当該接触面51aに形成された溝部55により外部に排出案内することができる。これにより、給電ブラシ51の接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのを抑制することができるので、前記接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの接触面積が低下するのを抑制することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
また、溝部55は、給電ブラシ51の接触面51aが電極ローラ38の回転軸38aの接線方向Tに対して交差する方向に延びて形成されているので、溝部55により前記摩耗粉を効率的に外部に排出案内することができる。これにより、給電ブラシ51の接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのをさらに抑制することができる。
また、電気めっき処理において、電極ローラ38の軸方向両端部に設けられた回転軸38aそれぞれに給電ブラシ51を配置し、各回転軸38aに対して、対応する給電ブラシ51の接触面51aを、潤滑剤58を介して滑り接触させながら給電する。これにより、給電時において、電極ローラ38の軸方向両端部における回転軸38aそれぞれに配置された給電ブラシ51により、適正な電流密度範囲に調整することが可能となる。
また、電気めっき処理において、給電ブラシ51を、付勢部材52により電極ローラ38の回転軸38aに押圧付勢するので、給電ブラシ51の接触面51aと電極ローラ38の回転軸38aとの接触面圧を高めることができる。
また、付勢部材52により前記接触面圧を高めることができるため、給電ブラシ51が焼結体からなる場合には、その表面に凹凸が形成されることと相まって、導電性の金属粉を含まない潤滑剤58であっても、その潤滑剤58の層が部分的に(給電ブラシ51の局所凸部と電極ローラ38との接触部で)薄くなり、導電性の金属粉が含まれていない潤滑剤58であっても、電流の流れを妨げるのを抑制することができる。したがって、本実施形態においては、給電ブラシに焼結体を用いることと、付勢部材52により給電ブラシ51の接触面と電極ローラ38の回転軸38aとの接触面圧を高めることと、導電性の金属粉を含まない潤滑剤58を組み合わせることにより、より一層、著しい効果を発揮する。
[その他]
上記実施形態における金属多孔体の製造方法は、電池の電極として用いられる金属多孔体の製造方法に適用する場合について説明したが、必ずしも電池の電極に限定されるものではなく、耐熱性を必要とするフィルター、触媒担持体又は金属複合材等に用いられる金属多孔体の製造方法に適用してもよい。但し、上記実施形態における金属多孔体の製造方法は、電池の電極として用いられる金属多孔体の製造方法に適用することが特に有効である。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 樹脂多孔体
2 導電層
3 導電化樹脂多孔体
4 金属めっき層
5 めっき樹脂多孔体
10 金属多孔体
11 骨格
20 電池
21 正極板
22 セパレータ
23 負極板
24 筐体
30 めっき処理装置
31 第1めっき槽
32 第2めっき槽
33 めっき浴
34 円筒状電極
35 陽極
36 槽
37 送りローラ
38 電極ローラ
38a 回転軸
381 ニッケルを主成分とする材料
382 鉄を主成分とする材料
383 銅を主成分とする材料
39 めっき浴
40 陽極
50 給電装置
51 給電ブラシ
51a 接触面
52 付勢部材(放熱部材)
53 筐体
55 溝部
56A,56B 固定板(放熱部材)
57A,57B ボルト
58 潤滑剤
59 容器
59a 開口部
61 予備めっき槽
62 本めっき槽
63 めっき浴
64 陽極
65 押えローラ
66 電極ローラ
66a 回転軸
67 めっき浴
68 第1押えローラ
69 第1電極ローラ
69a 回転軸
70 第1陽極
71 第1送りローラ
72 第2送りローラ
73 第2陽極
74 第2押えローラ
75 第2電極ローラ
75a 回転軸
T 接線方向

Claims (10)

  1. 三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、
    前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、
    前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、
    を含む金属多孔体の製造方法であって、
    前記電気めっき処理では、前記導電化樹脂多孔体は、回転する電極ローラによって給電され、
    前記電極ローラは、回転軸の一部に、鉄を主成分とする材料により構成された給電ブラシが滑り接触することによって給電され、
    少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
    金属多孔体の製造方法。
  2. 前記回転軸は、鉄を主成分とする材料の周囲に、ニッケルを主成分とする材料が被覆されてなる、請求項1に記載の金属多孔体の製造方法。
  3. 前記回転軸は、芯部が銅を主成分とする材料であり、前記銅の周囲に鉄を主成分とする材料が被覆されており、更に、前記鉄を主成分とする材料の周囲にニッケルを主成分とする材料が被覆されている、請求項1または請求項2に記載の金属多孔体の製造方法。
  4. 前記給電ブラシは、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して前記回転軸と滑り接触している、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
  5. 前記電極ローラを回転させるときに、前記回転軸の下方に配置された容器内に貯留している潤滑剤に前記回転軸を浸漬させる、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
  6. 前記給電ブラシで発生した熱を、前記給電ブラシに接続された放熱部材によって外部に放熱する、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
  7. 前記給電ブラシが摩耗することによって発生した摩耗粉を、前記給電ブラシの前記回転軸との接触面に形成された溝部により外部に排出案内する、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
  8. 前記溝部は、前記回転軸の接線方向に対して交差する方向に延びて形成されている、請求項7に記載の金属多孔体の製造方法。
  9. 前記給電ブラシを、付勢部材により前記回転軸に押圧付勢する、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の金属多孔体の製造方法。
  10. 三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、
    めっき槽と、
    回転軸を回転させることで、前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送りつつ前記導電化樹脂多孔体に給電することが可能な電極ローラと、
    前記電極ローラの前記回転軸に滑り接触する給電ブラシと、
    を備え、
    前記給電ブラシは、鉄を主成分とする材料により構成されており、
    少なくとも前記給電ブラシが接触する部分の前記回転軸は、少なくとも表面が鉄またはニッケルを主成分とする材料によって構成されている、
    めっき処理装置。
JP2018557164A 2017-12-15 2018-08-10 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置 Active JP7040700B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017240171 2017-12-15
JP2017240171 2017-12-15
PCT/JP2018/030067 WO2019116633A1 (ja) 2017-12-15 2018-08-10 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019116633A1 JPWO2019116633A1 (ja) 2020-10-22
JP7040700B2 true JP7040700B2 (ja) 2022-03-23

Family

ID=66820845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018557164A Active JP7040700B2 (ja) 2017-12-15 2018-08-10 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11118277B2 (ja)
EP (1) EP3527698B1 (ja)
JP (1) JP7040700B2 (ja)
KR (1) KR102227226B1 (ja)
WO (1) WO2019116633A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111519217A (zh) * 2020-05-07 2020-08-11 吉林大学 一种搪塑模具及其增强处理方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005139472A (ja) 2003-11-04 2005-06-02 Nippon Steel Corp 通電ロール装置
JP2015153648A (ja) 2014-02-17 2015-08-24 富山住友電工株式会社 金属多孔体およびその製造方法、電極板および電池

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2341157A (en) * 1939-01-16 1944-02-08 John S Nachtman Electroplating apparatus
JPS5052216U (ja) * 1973-09-14 1975-05-20
LU85086A1 (fr) * 1983-11-11 1985-07-17 Cockerill Sambre Sa Dispositif pour le depot electrolytique d'une couche d'un metal de recouvrement sur une bande metallique
JPH01162798A (ja) * 1987-12-18 1989-06-27 Nkk Corp 電気めっき用コンダクターロールの付着金属除去装置
JP3549162B2 (ja) 1990-06-18 2004-08-04 本田技研工業株式会社 自動2輪車用フェアリング
KR950014636B1 (ko) 1990-09-21 1995-12-11 삼성전기주식회사 샤프트의 무전해 니켈 도금방법
JP2559713Y2 (ja) 1992-06-09 1998-01-19 上村工業株式会社 プリント基板への給電装置
JPH0684775A (ja) 1992-08-31 1994-03-25 Hitachi Ltd 回転機構
KR950014636A (ko) * 1993-11-17 1995-06-16 민경식 자동차의 역전방지 방법 및 장치
KR0126617Y1 (ko) * 1995-06-16 1998-11-02 유의수 선재 전기도금장치의 회전축용 브러쉬
JP3388693B2 (ja) * 1996-12-04 2003-03-24 日本ステンレス工材株式会社 電着ドラム
JP3308844B2 (ja) * 1997-02-20 2002-07-29 新日本製鐵株式会社 コレクターリングレスコンダクターロール
JP3517588B2 (ja) * 1998-06-01 2004-04-12 キヤノン株式会社 電析装置とその制御方法
KR200209228Y1 (ko) * 1998-11-24 2001-03-02 문상돈 전기 도금설비의 회전축 전원 인가장치
JP2001157413A (ja) 1999-11-24 2001-06-08 Asmo Co Ltd 給電ブラシ装置
JP2001346363A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Hitachi Chem Co Ltd カーボンブラシ材
JP3075438U (ja) 2000-08-07 2001-02-23 栄電子工業株式会社 連続メッキ装置における給電ローラ
US7606873B2 (en) * 2003-10-23 2009-10-20 Microsoft Corporation Initiating distribution of server based content via web-enabled device
KR20090081792A (ko) * 2008-01-25 2009-07-29 엘에스엠트론 주식회사 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금장치
BRPI0911653B1 (pt) * 2008-04-11 2019-07-30 François Cardarelli Processo eletroquímico para a recuperação de valores de ferro metálico e de ácido sulfúrico a partir de resíduos de sulfato ricos em ferro, resíduos de mineração e líquidos de decapagem
JP5825705B2 (ja) 2010-03-26 2015-12-02 東洋炭素株式会社 カーボンブラシ
JP2012033853A (ja) * 2010-04-28 2012-02-16 Fujifilm Corp 絶縁性光反射基板
JP5648588B2 (ja) * 2011-06-03 2015-01-07 住友電気工業株式会社 アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体
JP6168716B2 (ja) 2015-02-16 2017-07-26 株式会社アルバック 接触式給電装置
MX356327B (es) * 2015-11-20 2018-05-10 Manuel Ontiveros Balcazar Alberto Método para revestir tiras de metal con múltiples capas por medio de un sistema de electrochapado.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005139472A (ja) 2003-11-04 2005-06-02 Nippon Steel Corp 通電ロール装置
JP2015153648A (ja) 2014-02-17 2015-08-24 富山住友電工株式会社 金属多孔体およびその製造方法、電極板および電池

Also Published As

Publication number Publication date
EP3527698A4 (en) 2020-07-01
JPWO2019116633A1 (ja) 2020-10-22
EP3527698B1 (en) 2022-03-30
KR102227226B1 (ko) 2021-03-11
US20210040634A1 (en) 2021-02-11
US11118277B2 (en) 2021-09-14
KR20190073348A (ko) 2019-06-26
EP3527698A1 (en) 2019-08-21
WO2019116633A1 (ja) 2019-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5466664B2 (ja) 多孔質金属箔およびその製造方法
JP6838839B2 (ja) 銀めっき液、銀めっき材料及び電気・電子部品、並びに銀めっき材料の製造方法。
JP5400826B2 (ja) 複合金属箔およびその製造方法
US10047450B2 (en) Self-lubricating composite coating
JP4762368B2 (ja) 多孔質金属箔およびその製造方法
JP5636291B2 (ja) 補強された多孔質金属箔およびその製造方法
JP7040700B2 (ja) 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置
KR20210025600A (ko) 분산 은 층의 증착 및 분산 은 층과의 접촉 표면을 위한 은 전해질
JP6600869B1 (ja) 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置
JP2012099398A (ja) 電気接点及びコネクタ端子
WO2011042931A1 (ja) 固定砥粒ワイヤ及びその製造方法並びにその固定砥粒ワイヤに用いる砥粒
GB2024253A (en) Method and apparatus for electro-plating an outer surface of a workpiece
Yu et al. Preparation of graphite@ Cu powders from ultrasonic powdering technique
WO2015049919A1 (ja) ドラム電極、ドラム電極の製造方法、めっき装置、樹脂成形体の製造方法及び金属多孔体の製造方法
WO2019116632A1 (ja) 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置
TWI489008B (zh) 具耐磨潤滑特性之金屬基材及其製造方法
JP7470321B2 (ja) Sn-グラフェン複合めっき膜金属製端子とその製造方法
JP2005320579A (ja) 塊状粒状物、線状粒状物及び粒状物の製造方法
JP5978521B2 (ja) 置換めっきを用いたダイヤモンド付着方法及びこれに用いられるダイヤモンド付着装置
KR20090081792A (ko) 안정적인 전극 롤 통전 구조를 가지는 금속박 전해 도금장치
JP4708748B2 (ja) 低熱膨張線状体の製造方法
WO2019176586A1 (ja) シリンダ体メッキ装置用集電部材及びメッキ装置
US20150041329A1 (en) Nickel direct-plating

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20210121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7040700

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150